Ambiente de Desenvolvimento/Estudo Blockchain

Este repositório contém a configuração para implantar uma rede de blockchain baseada em Hyperledger Besu usando Docker Compose. A arquitetura foi projetada para ser modular, resiliente e fácil de gerenciar.

Índice

• Arquitetura
• Versões de Software
• Como Usar
  • Pré-requisitos
  • Estrutura de Diretórios
  • Configuração
  • Iniciar a Rede
  • Parar a Rede
  • Limpar o Ambiente
• Acessando os Serviços

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Arquitetura

A rede blockchain é composta por 4 nós Besu e um explorador de blocos, todos operando dentro de uma rede Docker (10.10.100.0/24).

• 3 Nós Validadores (besu01, besu02, besu03): São os nós responsáveis por validar transações e criar novos blocos. Eles se comunicam entre si através do protocolo de descoberta P2P para manter o consenso.
• 1 Nó RPC (rpcnode): Este nó é um "full node" que não participa da validação, mas sincroniza com a rede. Sua principal função é servir como um ponto de entrada (endpoint) seguro e dedicado para aplicações interagirem com a blockchain via APIs JSON-RPC (HTTP e WebSocket), sem sobrecarregar os validadores.
• 1 Explorador de Blocos (explorer): Uma aplicação web leve que se conecta ao rpcnode para exibir informações da blockchain, como blocos, transações e estados de contrato, de forma amigável.

O diagrama abaixo ilustra a topologia da rede:

graph TD
    subgraph "Máquina Host"
        subgraph "Rede Docker (bc-net: 10.10.100.0/24)"
            RPC[("rpcnode<br>Nó RPC<br>10.10.100.15")]
            V1[("besu01<br>Validador<br>10.10.100.11")]
            V2[("besu02<br>Validador<br>10.10.100.12")]
            V3[("besu03<br>Validador<br>10.10.100.13")]
            Explorer[("explorer<br>Block Explorer<br>10.10.100.51")]
        end

        User((Usuário <br> Aplicação))


        User -- "HTTP: 8545<br>WS: 8546" --> Explorer
        User -- "HTTP: 5000" --> RPC
        Explorer -- "JSON-RPC" --> RPC

        V1 <-.->|P2P| RPC
        V2 <-.->|P2P| RPC
        V3 <-.->|P2P| RPC

        

        User -. "HTTP: 11001" .-> V1
        User -. "HTTP: 11002" .-> V2
        User -. "HTTP: 11003" .-> V3
    end

    style V1 fill:#a9f,stroke:#333,stroke-width:2px
    style V2 fill:#a9f,stroke:#333,stroke-width:2px
    style V3 fill:#a9f,stroke:#333,stroke-width:2px
    style RPC fill:#ccf,stroke:#333,stroke-width:2px
    style Explorer fill:#cfc,stroke:#333,stroke-width:2px

Loading

Versões de Software

• Hyperledger Besu: hyperledger/besu:${BESU_VERSION} (a versão é definida no arquivo .env)

Como Usar

Pré-requisitos

• Docker instalado e em execução.
• Docker Compose instalado.

Estrutura de Diretórios

• config/besu/: Contém os arquivos de configuração do Besu, como config.toml e o genesis.json.
• nodes/<nome-do-no>/: Cada nó possui seu próprio diretório para armazenar dados persistentes.
  • keys/: Chaves criptográficas do nó.
  • data/: Dados da blockchain (chain data).
  • logs/: Logs do container.
• docker-compose.yml: Orquestra a inicialização e conexão de todos os serviços.
• besu.yaml: Arquivo base com a definição padrão dos serviços Besu, usado para evitar repetição no docker-compose.yml.
• .env: Arquivo para definir variáveis de ambiente, como a versão do Besu (BESU_VERSION).

Configuração

A configuração é centralizada em 3 arquivos principais:

1. .env: Defina as variáveis de ambiente globais aqui. Crie este arquivo a partir do .env.example se ele não existir.

   # Exemplo de .env
   BESU_VERSION=23.10.3
   CONSENSUS_ALGO=QBFT
   BESU_MIN_GAS_PRICE=0

2. besu.yaml: Contém o serviço x-besu-def, que é um modelo base para todos os nós. Ele define a imagem Docker, configurações de RPC/WS, volumes e entrypoint padrão. Isso torna o docker-compose.yml mais limpo e fácil de ler.
3. docker-compose.yml: Orquestra os containers. Ele utiliza a diretiva extends para herdar a configuração do besu.yaml e apenas sobrescreve/adiciona o que é específico de cada nó, como endereço IP, mapeamento de portas e dependências.

Iniciar a Rede

Para iniciar todos os serviços definidos no perfil blockchain:

docker compose --profile blockchain up -d

Parar a Rede

Para parar todos os containers da rede sem remover os dados:

docker compose --profile blockchain down

Limpar o Ambiente

Atenção: Este comando irá parar os containers e remover todos os volumes associados (dados da blockchain, chaves, etc.), retornando o ambiente ao estado inicial.

docker compose --profile blockchain down -v

Para uma limpeza mais completa, removendo também redes e imagens não utilizadas:

docker system prune -a --volumes

Acessando os Serviços

• Endpoint RPC Principal (HTTP): http://localhost:8545

• Endpoint RPC Principal (WebSocket): ws://localhost:8546

• Block Explorer: http://localhost:5000

• Endpoints RPC dos Validadores (para debug):

  • besu01: http://localhost:11001
  • besu02: http://localhost:11002
  • besu03: http://localhost:11003

Tutorial de configuração MetaMask & Remix

Consulte o link!

Carteiras

Endereço	Chave privada
0xfe3b557e8fb62b89f4916b721be55ceb828dbd73	0x8f2a55949038a9610f50fb23b5883af3b4ecb3c3bb792cbcefbd1542c692be63
0x627306090abaB3A6e1400e9345bC60c78a8BEf57	0xc87509a1c067bbde78beb793e6fa76530b6382a4c0241e5e4a9ec0a0f44dc0d3
0xf17f52151EbEF6C7334FAD080c5704D77216b732	0xae6ae8e5ccbfb04590405997ee2d52d2b330726137b875053c36d94e974d162f

Exemplo de Teste

Você pode testar se o endpoint RPC está funcionando com o seguinte comando curl:

curl -X POST -H "Content-Type: application/json" --data '{"jsonrpc":"2.0","method":"eth_chainId","params":[],"id":1}' http://localhost:8545

Se a rede estiver funcionando, você receberá uma resposta JSON com o chainId da sua rede.